Секс с учеными: Половое размножение и другие загадки биологии - Алексей Алексенко

Согласно Хейгу, существует два взгляда на это явление, и оба имеют право на существование. Первый взгляд можно назвать «теорией фенотипического совпадения». Прямое следствие импринтинга в том, что потомок, у которого искусственно выключены некоторые гены одного из родителей, будет в чем-то больше похож на мать, а в чем-то на отца. Иногда это может быть выгодно: например, зародышу, растущему во чреве матери, полезно подстроить под нее свой метаболизм или погасить реакцию ее иммунитета на собственные непохожие белки. Или вот еще пример: оказалось, что материнские гены управляют развитием мозга у зародыша. Заманчиво предположить, что детенышу полезно приспособить свой мозг к материнскому: это облегчит коммуникацию с родительницей и упростит обучение жизненным премудростям. В теориях фенотипического совпадения никакого конфликта вообще не предполагается.

Вторую группу идей Хейг называет «дележкой материнского пирога». Дилемма такова: увеличить размер всего пирога или увеличить размер своего куска? При конкуренции между потомками разных родителей их генам выгодна первая стратегия, а при конкуренции между братьями и сестрами из одного помета – вторая. Отсюда может сложиться тот самый баланс давлений отбора, который будет благоприятствовать развитию и закреплению импринтинга. При этом, конечно, возникает конфликт между братьями (у которых к тому же еще и могут быть разные отцы), а также между матерью и детенышами, но и здесь антагонизм причудливо сочетается с необходимостью сотрудничества и альтруизма – точно как мы и видим в реальной жизни.

Уильям Хейг – биолог, которого по некоторым признакам легко принять за гуманитария. В своих статьях он обожает употреблять сложные и редкие английские слова и приводить примеры из истории или юриспруденции. Его собственная теория, закладывающая основу для объяснения геномного импринтинга, опасно балансирует на грани гуманитарных наук. Суть его идеи в том, что проявления импринтинга можно поискать в тех случаях, когда отношения индивидуума с родственниками по отцовской и материнской линии не симметричны. Беременность млекопитающих, конечно, явный случай такой асимметрии, однако другой неплохой пример – отношения в человеческих семьях. Хейг, в частности, рассматривает ужасающий случай насилия отца над дочерью. Это, конечно, вопиюще противоречит нормам человеческой морали, однако как на это смотрят гены дочери? Тем генам, что дочь унаследовала от матери, такая коллизия – в случае беременности – принесет явный вред, а вот отцовским генам это может быть и безразлично. Отсюда вывод: а не поискать ли геномный импринтинг в генах, определяющих человеческое отвращение к сексуальной связи с отцом? И уж особенно асимметрия должна проявляться в тех нередких случаях, когда семья распалась и родители вступили в новый брак. Все эти построения относятся скорее к области эволюционной психологии (Хейг сам употребил это слово в названии статьи), чем к генетике, так что нам разумнее признаться в собственном невежестве в обсуждаемой области и адресовать любознательного читателя к оригинальным научным статьям.

У популяризаторов принято по любому поводу говорить, что «в этой теме еще очень много непонятного». Так вот, в геномном импринтинге непонятно практически все, в том числе самое главное: как он работает и как появился в эволюции, причем как минимум на двух независимых ветвях древа жизни. Это еще одна причина, почему использовать геномный импринтинг как иллюстрацию антагонизма полов, мне кажется, как минимум преждевременно. Впрочем, мы начали главу с того, что эта идея автору вообще малосимпатична.

При этом некоторые ученые, так или иначе исследующие этот самый антагонизм, напротив, вызывают у меня столь сильную симпатию, что я просто не могу о них не упомянуть. Один из этих ученых – девушка индийского происхождения, опубликовавшая свою статью в журнале Nature в качестве единственного автора. Стать единственным автором научной статьи – далеко не пустяк. При этом сольная статья Павитры Муралидхар называется «Брачные предпочтения эгоистичных половых хромосом» – это ли не глобальная тема?!

Вот какая там ставится проблема: ген брачных предпочтений самки – любовь к длинным глазным стебелькам или большим рогам – должен когда-то возникнуть в результате мутации. В момент возникновения, когда он еще в единственном экземпляре, этот ген не дает никакого преимущества, а, наоборот, вреден – в потомстве такой самки будут никчемные, неуклюжие самцы с никому не нужным и не интересным украшением-гандикапом. Как может распространиться в популяции такой ген? Доктор Муралидхар допустила, что подобному гену самое место на половой хромосоме: в таком случае ему может быть просто наплевать, что у противоположного пола сложности с выживанием. Она построила модели и строго доказала: если (при системе определения пола ZW, как у птиц) такой ген окажется на хромосоме W, он будет распространяться, даже если признак, любовь к которому этот ген определяет, для мужского пола почти летален. Интригует тот факт, что самые парадоксальные примеры «убегающих» признаков – длинные яркие хвосты, пышные воротники и т. п. – наблюдаются как раз у птиц. Ну и у насекомых вроде мухи-диопсиды – опять же с системой ZW. Впрочем, все это работает и для Х-хромосомы: хотя они есть и у самцов, но у самок их все-таки вдвое больше. Если у существ с системой определения пола XY ген странных вкусов самки оказывается на X-хромосоме, модель Муралидхар тоже позволяет ему распространяться, хотя в этом случае выбираемый признак все-таки не может быть слишком уж вредным для противоположного пола.

Прекрасно, но подтверждается ли модель хоть какими-то реальными фактами? Павитра изучила данные о генетике половых предпочтений 36 разных видов животных. Более чем для половины обнаружились некие смутные указания на то, что какие-то гены брачных предпочтений действительно локализуются на половых хромосомах. Правда, ни одного примера такого гена на хромосоме W не нашлось. Такова судьба биолога-теоретика: что-то посчитал, поиграл в начальные условия, вроде должно работать, а как оно на самом деле, узнаем позже. Биосфера велика и разнообразна, в ней можно найти практически все, что не противоречит уравнениям.

Вот, кстати, любопытный пример, не имеющий к нашей истории никакого отношения: в 1964 году Уильям Гамильтон предположил механизм, благодаря которому в популяции могут распространиться гены альтруизма. Механизм получил название «зеленая борода»: чтобы распространиться в популяции, гипотетический ген должен кодировать одновременно какой-либо наглядный признак (вроде вышеозначенной бороды) и склонность помогать тем, кто демонстрирует этот признак. Зеленобородые альтруисты, самоотверженно помогающие другим зеленобородым, получают эволюционное преимущество. Все это было теоретической абстракцией, придуманной Гамильтоном ради наглядности. В 1976 году Ричард Докинз заметил, что он очень-очень удивится, если подобный нелепый признак будет когда-то обнаружен. А в 2006-м он именно что был обнаружен. Правда, борода была не зеленой, а голубой, и не совсем борода, а чешуйки на горле, потому что речь идет о пятнистобокой игуане, обитающей в Калифорнии. Оказалось, что самцы с голубым горлом кооперируются друг с другом, защищаясь от самцов с оранжевым горлом. Вывод отсюда можно сделать такой: если биологи-теоретики придумали что-то складное, непременно поищите в природе – она-то ищет складное вот уже 4 млрд лет, так что, возможно, успела опередить самые смелые теоретические фантазии.

Мы отошли от темы полового конфликта так далеко, что обратно, казалось бы, уже не вырулить. Но мы попробуем сделать тут последний отчаянный пируэт. Один из теоретиков, занимавшихся биологией альтруизма после безвременного ухода Уильяма Гамильтона, – Мартин Новак (род. 1965) из Гарварда. За пределами научной тусовки Новак известен как автор книги «Суперкооператоры: альтруизм, эволюция и почему мы нужны друг другу, чтобы преуспеть». Именно у него училась – и опубликовала в соавторстве с ним несколько статей – вышеупомянутая Павитра Муралидхар, замечательный пример женщины, делающей стремительную карьеру в науке. А вот сам Новак был в 2020 году временно отстранен от преподавания за слишком тесные финансовые связи с Джеффри Эпштейном, осужденным за сексуальные преступления. Вот как причудливо тема пола вплетена в современную человеческую цивилизацию. Биологам-теоретикам вовек с этим не разобраться.

БИБЛИОГРАФИЯ

Ferguson-Smith A. C., Bourc'his D. The Discovery and Importance of Genomic Imprinting. ELife. 2018. 22(7): e42368.

Haig D. Coadaptation and Conflict, Misconception and Muddle, in the Evolution of Genomic Imprinting. Heredity (Edinburgh). 2014. 113(2): 96–103.

Haig D. Genomic Imprinting and the Evolutionary Psychology of Human Kinship. Proceedings of the National Academy of Science of the USA. 2011. 108 (suppl 2): 10878–10885.

Haig D., Graham C. Genomic Imprinting and the Strange Case of the Insulin-Like Growth Factor II Receptor. Cell. 1991. 64(6): 1045–1046.

Haig D., Westoby M. Parent-Specific Gene Expression and the Triploid Endosperm. The American Naturalist. 1989. 134(1): 147–155.